7.1 物理内存的管理──vm_page_t

　　物理内存通过结构体vm_page_t以页为基础进行管理。 物理内存的页由它们各自对应的结构体vm_page_t所代表， 这些结构体存放在若干个页管理队列中的一个里面。

　　一页可以处于在线(wired)、活动(active)，去活(inactive)、缓存(cache)、 自由(free)状态。除了在线状态，页一般被放置在一个双向链表队列里， 代表了它所处的状态。在线页不放置在任何队列里。

　　FreeBSD为缓存页和自由页实现了一个更为复杂的页队列机制， 以实现对页的分类管理。每一种状态都对应着多个队列， 队列的安排对应着处理器的一级、二级缓存。当需要分配一个新页时， FreeBSD会试图把一个按一级、二级缓存对齐的页面分配给虚拟内存对象。

　　此外，一个页可以有一个引用计数，可以被一个忙计数锁定。 虚拟内存系统也实现了“终极锁定”(ultimate locked)状态， 一个页可以用页标志PG_BUSY表示这一状态。

　　总之，每个页队列都按照LRU(Least-Recently Used)的原则工作。

一个页常常最初处于在线或活动状态。在线时，页常常关联于某处的页表。 虚拟内存系统通过扫描在一个较活跃的页队列(LRU)确定页的年龄， 以便将他们移到一个较不活跃的页队列中。 移动到缓存中的页依然与一个VM对象关联，但被作为立即再用的候选。 在自由对列中的页是真正未被使用的。FreeBSD尽量不将页放在自由队列中， 但是必须保持一定数量的自由页，以便响应中断时分配。

　　如果一个进程试图访问一个不在页表中而在某一队列中的页 (例如去活队列或缓存队列)，一个相对耗费资源少的页错误发生， 导致页被重激活。如果页根本不存在于系统内存之中，进程必须被阻塞， 此时页被从磁盘中载入。

　　FreeBSD动态的调整页队列，试图将各个队列中的页数维护在一个适当的比例上， 同时管理程序崩溃的已清理和未清理页。重新平衡的比例数值决定于系统内存的负担。 这种重新平衡由pageout守护进程实现，包括清理未清理页(与他们的后备存储同步)、 监视页被引用的活跃程度 (重置它们在LRU队列中的位置或在不同活跃程度的页队列间移动)、 当比例不平衡时在队列间迁移页，如此等等。 FreeBSD的VM系统会将重激活页而产生的错误频率调低到一个合理的数值， 由此确定某一页活跃/闲置的实际程度。 这可以为更好的决定何时清理/分配一个页做出决策。